阅读说明：本技术 基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法 (Method for automatically cutting edges based on circular track curve profile ) 是由 郑军 鲍苏苏 何永刚 施万利 于旭阳 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法,获取已三维重建的占位模型；设定切缘边界要求,建立一个半径与切缘相同的圆；把占位模型分别投影到横断面、冠状面及矢状面,在此面上形成曲线；用圆在各个面的曲线上进行滚动,圆滚动后的外沿轮廓线的集合形成设定切缘边界的切缘轮廓线；三维重建切缘轮廓线,形成切缘所要求的曲面。本发明能够自动形成所要求的切缘,操作简便、准确度高,只需绘制出球滚动的轨迹即可得到切缘,能够有效的给手术规划者带来便捷,本发明利于应用和推广。(The invention discloses a method for automatically cutting edges based on a circular track curve profile, which is used for obtaining a three-dimensionally reconstructed space occupying model; setting the requirement of the cutting edge boundary, and establishing a circle with the same radius as the cutting edge; projecting the occupation model to a cross section, a coronal plane and a sagittal plane respectively to form a curve on the plane; rolling the curve of each surface by using a circle, and forming a cutting edge contour line of a set cutting edge boundary by the collection of outer edge contour lines of the rolled circle; and (5) reconstructing a cutting edge contour line in a three-dimensional manner to form a curved surface required by the cutting edge. The invention can automatically form the required cutting edge, has simple and convenient operation and high accuracy, can obtain the cutting edge only by drawing the rolling track of the ball, can effectively bring convenience to an operation planner, and is beneficial to application and popularization.)

基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，尤其涉及基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法。

背景技术

外科手术中常常需要对肿瘤切割的切缘提出固定值的要求，比如肝脏内切除肿瘤，一般其切缘要求为2cm。在目前所知的计算机手术规划系统中，切割肿瘤采用的方法有两种，一种是用曲面(或者平面)通过调节其位置、曲面弯曲形状来模拟手术刀的效果；另一种方法是采用仿真器械，通过外部设备控制仿真手术刀，对三维重建的实体进行模拟切割。上述两种方法在实际操作过程中难度较大，且准确度不高，且都不能实现自动切缘生成，给手术规划者带来不便。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种准确度高、可操作性好的基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法，其能直接在肿瘤外部生成一个给定尺寸的切缘。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法，包括以下步骤：

S1、获取已三维重建的占位模型；

S2、设定切缘边界要求，建立一个半径与切缘相同的圆；

S3、把占位模型分别投影到横断面、冠状面及矢状面，在此面上形成曲线；

S4、用圆在各个面的曲线上进行滚动，圆滚动后的外沿轮廓线的集合形成S2设定切缘边界的切缘轮廓线；

S5、三维重建S4中的切缘轮廓线，形成切缘所要求的曲面。

进一步的，S4中圆滚动后的得到外沿轮廓线的具体步骤如下：

S41、设平面圆的函数表达式为：(x-x₀)²+(y-y₀)²＝R²，其中R是圆的半径，x₀和y₀是圆心。x和y是圆周上的点；

S42、设S_i是占位模型与第i个平面上的交线，从S_i上任取一点为起点，将其作为圆方程的圆心(x₀，y₀)；

S43、沿x方向在[x₀-R，x₀+R]的闭区间内，取一个步进值；

S44、计算得到在(x₀，y₀)点半径为R的圆；

S45、遍历整个S_i上所有的点，得到圆滚动后的外沿轮廓线的集合。

进一步的，所述切缘边界要求为距离占位模型边界2厘米。

进一步的，所述步进值为1。

进一步的，S44中通过公式

计算，从而得到在(x₀，y₀)点半径为R的圆。

进一步的，占位模型包括肿瘤占位模型。

采用本发明技术方案，本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明能够自动形成所要求的切缘，操作简便、准确度高，只需绘制出球滚动的轨迹即可得到切缘，能够有效的给手术规划者带来便捷，本发明利于应用和推广。

附图说明

图1是本发明提供的基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法原理图；

图2是本发明提供的基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的外沿轮廓线方计算方法图。

具体实施方式

结合附图对本发明具体方案具体实施例作进一步的阐述。

如图1所示，基于圆轨迹曲线轮廓自动切缘的方法，包括以下步骤：

S1、获取已三维重建的占位模型；占位模型可为肿瘤占位模型。

S2、设定切缘边界要求，建立一个半径与切缘相同的圆；

S3、把占位模型分别投影到横断面、冠状面及矢状面，在此面上形成曲线；

S4、用圆在各个面的曲线上进行滚动，圆滚动后的外沿轮廓线的集合形成S2设定切缘边界的切缘轮廓线；

S5、三维重建S4中的切缘轮廓线，形成切缘所要求的曲面。

图1中，穿过多个圆的中间曲线为占位在某个面上的投影线，多个圆沿中间曲线为圆心滚动，外沿形成轮廓线。

如图2所示，S4中圆滚动后的得到外沿轮廓线的具体步骤如下：

S41、设平面圆的函数表达式为：(x-x₀)²+(y-y₀)²＝R²，其中R是圆的半径，x₀和y₀是圆心。x和y是圆周上的点；

S42、设S_i是占位模型与第i个平面上的交线，从S_i上任取一点为起点，将其作为圆方程的圆心(x₀，y₀)；

S43、沿x方向在[x₀-R，x₀+R]的闭区间内，取一个步进值；通常的所述步进值为1。

S44、中通过公式

计算，从而得到在(x₀，y₀)点半径为R的圆；

S45、遍历整个S_i上所有的点，得到圆滚动后的外沿轮廓线的集合。

通常的，所述切缘边界要求为距离占位模型边界2厘米，即例如距离肿瘤2厘米。

本发明中，占位是指占位性病变，是医学影像诊断学中的专用名词，通常出现在X射线、B超、CT等检查结果中。是指被检查的部位里有一个“多出来的东西，这个“多出来的东西”可使周围组织受压、移位。占位性病变通常泛指肿瘤(良性的、恶性的)、寄生虫等，而不涉及疾病的病因。

占位模型是根据占位性病变(肿瘤等)建立起的三维的立体模型。

切缘是指切除占位组织的边缘。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。